بررسی ویژگی‌های اپتیکی لایة منیزیم فلوراید تولید شده با روش تبخیر باریکة الکترونی در ناحیة طول موجی nm1800-400

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 هیت علمی

2 دانشگاه بین المللی قزوین

چکیده

 در این مقاله اثر دما بر روی ضریب شکست لایةمنیزیم فلوراید، MgF2، بررسی شده است. لایه‌های MgF2 با استفاده از تفنگ الکترونی بر روی زیر لایة شیشه‌ای (ΒΚ7) در دمای متفاوت 25، 100 ، 200، و C° 300 انباشته شده‌اند. نرخ انباشت لایه در همة نمونه‌ها مقدار پنج تا شش انگسترم بر ثانیه است، Å/s 6-5R=. طیف عبور نمونه‌ها با استفاده از اسپکتروفوتومتر در محدودة طول موجی nm1800-400 اندازه‌گیری شده‌اند. نمونة لایه‌نشانی شده در دمای آزمایشگاه به‌مدت دو ساعت در دمای C° 300، بازپخت شده است. سپس ضریب شکست نمونه‌ها با سه روش محاسبه شده‌اند. ضرایب شکست حاصل از سه روش توافق خوبی با یکدیگر دارند. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش دما از دمای محیط آزمایشگاه تا دمای C° 300، ضریب شکست لایة منیزیم فلوراید به‌صورت خطی از 32/1 n=تا 39/1n=، افزایش می‌یابد. به‌علاوه، ضریب شکست نمونه لایه‌نشانی شده در دمای آزمایشگاه بعد از بازپخت شدن در مقایسه با قبل از بازپخت شدن به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. از طرف دیگر نمونه بازپخت شده مقدار کمی جذب دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the optical properties of magnesium fluoride film deposited by electron beam evaporation technique in the wavelengths 400-1800nm

نویسندگان [English]

  • Reza Shakouri 1
  • Babak Mohammad Hosayni 2
2 Imam khomeini international university, Qazvin
چکیده [English]

In this paper, the effects of temperature on the refractive index layer of magnesium fluoride, MgF2, is investigated. The  layers, using the electron gun, in temperatures of different 25,100,200,300 °C and  were deposited on the glass substrate (BK7). In all samples, the deposition rate was Å/C. Transmission spectra of samples, using a spectrophotometer at wavelengths 400-800nm  were determined. The sample produced at room temperature was annealed for 2 hours at 300°C. Then, indexes of refraction of samples were calculated using three methods. The refractive indexes according to the methods were in a good agreement with one another. The results showed that by increasing the temperature from laboratory temperature to 300 °C, the refractive index of magnesium fluoride increased as a linear function from n=1.32 to n=1.39. Moreover, the index of refraction of the annealed sample increased conspicuously while the annealed sample showed some absorption.

کلیدواژه‌ها [English]

  • index of refractive
  • extinction coefficient
  • magnesium fluoride
  • anneal

[1] A. Duparré, D. Ristau, Optical Interference Coatings 2010 Measurement Problem, Applied Optics 50 (2011) 172-177.

[2] A. Duparré, D. Ristau, Optical Interference Coatings 2007 Measurement Problem, Applied Optics 47 (2008) 179–184.

[3] A. Duparré, D. Ristau, Interference Coatings 2013 Measurement Problem 53 (2014) 281-286.

[4] H. K Pulker, Characterization of optical thin films, Applied Optics 18 (1979) 1969-1977.

[5] D. J. Krajnovich, M. Kulkarni, W. Leung, A. C. Tarn, A. Spoon, B. York, Testing the durability of a single-crystal calcium fluoride with and without antireflection coatings for use with high-power KrF excimer lasers, Applied Optics 31 (1992) 6062-6075.

[6] Y. Tsou, F.C. Ho, “Optical properties of hafnia and co-evaporated hafnia magnesium fluoride thin films, Applied Optics 35 (1996) 5091-5094.

[7] P.J. Martin, R.P. Netterfield: Ion-assisted deposition of magnesium fluoride films on substrates at ambient temperatures, Applied Optics 24 (1985) 1732-1733.

[8] R. Chow, N. Tsujimoto, Silicon dioxide and hafnium dioxide evaporation characteristics from a high-frequency sweep E-beam system, Applied Optics 35 (1996) 5095-5101.

[9] R. Chow. P.L. Tassano, N. Tsujimoto, Oxide Vapor Distribution from a High-Frequency Sweep E-Beam System, Proceeding Social Vacuum Coaters 38 (1995) 248-253.

[10] R. Swanepoel, Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon, Journal of Physics E: Scientific Instrument 16 )1983(1214-1222.

[11] E.A. El-Sayes, G.B. Sakr, Temperature dependence of the structural and optical properties of the amorphous-to-crystalline transition in CdGa2Se4 thin films, physica status solidi A 201 (2004) 3060–3069.

[12] J.C. Manifacier, J. Gasiot, J.P. Fillard, A simple method for the determination of the optical constants n, h and the thickness of a weakly absorbing thin film, Journal of Physics E Scientific Instrument 9 )1976(1002-1004.

[13] H.T. El-Shair, A.E Bekheet, Effect of heat treatment on the optical properties of In2Se3thin films, Journal of Physics D Applied Physics 25 (1992) 1122-1130.

[14] H. Demiryont, L.R. Thompson, G.J. Collins, Optical properties of aluminum oxynitrides deposited by laser-assisted CVD, Applied Optics 25 (1986) 1311-1318.

[15] S.M. El-Sayed, Glass formation and local arrangement of chalcogenide of Ga40Se60 and Ga33Se60Te7, Materials Chemistry and Physics 76 (2003)262-270.

[16] Μ.J. Weber, Handbook of Optical Materials, CRC press LLC (2003).